• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.765-768
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• 2008

우리나라에서 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응에 의한 파손이 보고된 후, 알칼리-골재반응에 대한 대책 방안 수립이 연구되고 있다. 국내 외에서 콘크리트 포장에 알칼리-골재 반응에 의한 피해가 발생하는 경우 유지관리 단계에서는 대응할 수 있는 방안이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응을 억제하기 위한 방법으로 프리믹스 방식으로 플라이 애시를 전체 바인더 중량(시멘트 + 플라이애시)의 20%를 치환하는 방법을 적용하였다. 시멘트 콘크리트 포장의 알칼리-골재 반응을 억제하기 위해 건설 단계에서 프리믹스된 플라이애시 콘크리트 포장을 시험시공하여 시공 특성을 분석하였다. 또한, 프리믹스된 플라이애시 물리적인 특성과 동결-융해 특성을 분석하였다. 프리믹스된 플라이애시 시멘트 콘크리트 포장은 시험시공을 통하여 우수한 현장 적용성을 확인하였고, 실내 동결-융해 실험을 통하여 내구성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-189
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• 2017

플라이애시는 시멘트 계열 재료의 혼화재료로서 널리 사용되고 있는 재료이다. 다만, 플라이애시는 화력발전소의 석탄재를 포집하여 정제과정을 거친 재료로서 정제과정의 에너지 소모 및 유통과정에서의 품질 확보가 중요하다. 이에 본 연구에서는 플라이애시 생산과정 중 발생하는 세 가지 종류의 다른 품질의 석탄재를 대상으로 각각의 입자조건과 시멘트 페이스트 상태에서 레올로지 거동을 평가하였다. 실험결과 리젝트 애시는 작은 석탄재 입자가 응집되어 굳어진 다공질의 큰 입자로 구성되어 있었고, 그러한 이유로 시멘트 페이스트에 포함될 경우 공기량이 높게 측정되는 경향이 나타났다. 유동성 측면에서는 석탄재가 치환되는 경우 유동성이 증진되는 양상을 보였으며 특히 점도 측면에서는 입자조건에 따라 점도를 조정할 수도 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.128-136
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• 2014

화력발전소에서 발생되는 플라이애시는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애시(High Volume Fly Ash : HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 본 논문에서는 플라이애시 치환율 0, 35 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60MPa 그리고 인장철근비 2수준을 실험변수로 하여 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 18개를 제작하여 이들의 휨거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면 플라이애시를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재의 휨거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다. 또한 HVFAC의 휨거동을 평가하기 위하여 해석적 모델을 제안하였고, 컴퓨터 프로그램을 개발하여 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, 거동 차이가 적어 제안된 해석 모델은 적절한 것으로 평가된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.302-309
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• 2019

본 논문은 5℃의 해수 환경에 노출한 알칼리 활성 플라이애시-슬래그 시멘트의 기본 특성에 관한 실험적 연구이다. 플라이애시와 슬래그의 배합비는 6:4, 7:3 및 8:2의 세 가지로 하였으며, 활성화제(수산화나트륨 및 규산나트륨)는 결합재 중량의 5%로 하였다. 실험 결과는 플라이애시의 치환율이 증가할수록 압축강도와 밀도는 감소하는 것으로 나타났으며, 또한 흡수율은 증가하는 것으로 나타났다. 경화된 샘플의 열중량 및 X선 회절분석을 통해 샘플 내에 생성된 반응물의 종류에는 변화가 없었으나, 슬래그의 치환율이 높을수록 C-S-H gel의 생성은 증가한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 5℃의 해수에 노출된 알칼리 활성 플라이애시-슬래그 시멘트에서 플라이애시 보다 오히려 슬래그의 치환율이 샘플의 역학적 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.701-704
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• 2008

국내 일부 고속도로 시멘트 콘크리트포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고되었다. 미국에서는 CaO 함량이 10% 이하인 플라이애시를 일정량 이상 콘크리트에 적용할 때 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 현상을 억제하는 것으로 보고되고 있다. 국내산 플라이애시 대부분은 CaO 함량이 10% 이하로서 미국 ASTM 기준의 F 급에 해당되는 것으로 조사되었다. ASTM C 1260 시험에서 14일에 0.17%의 팽창이 발생하여 잠재적인 알칼리-골재 반응성이 있는 것으로 조사된 구간에 대하여 시멘트 80%와 플라이애시 20%가 혼합된 콘크리트 포장 시험시공을 실시하였다. 시험시공 구간에 적용된 플라이애시 콘크리트에 대하여 재령별 강도시험, 동결-융해 시험을 통하여 내구 특성을 분석하였고 추적조사를 통한 공용 상태를 분석하였다. 일반 콘크리트와 비교하여 플라이애시 콘크리트의 휨강도는 재령 경과에 따라 약간 낮은 강도를 발현하는 것을 알 수 있었다. 플라이 애시는 콘크리트 강도 발현이 지속적으로 발전하여 90일 재령에서는 일반 콘크리트에 96% 나타났다. 본 시험시공 구간에 적용된 플라이애시 콘크리트는 재령에 따라 휨강도가 증진되었고, 동결-융해 특성이 우수한 것으로 나타났다. 본 시험시공 결과 분석을 통하여 플라이애시 콘크리트 포장의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.261-266
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• 2017

본 연구에서는 플라이애시 첨가량과 콘크리트 압축강도를 실험변수로 설정하여 하이볼륨 플라이애시 시멘트를 사용한 무근 콘크리트의 2면전단거동에 관한 실험을 수행한 후, 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 전단 강도의 변화는 일반적으로 알려진 것과 유사하게 압축 강도의 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났다. 콘크리트 구조설계기준(KCI, 2007)에서 제안한 콘크리트 전단강도 식은 실험결과와 유사한 경향을 보이고 있어 다량 치환된 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단강도는 콘크리트 구조설계기준에서 제시하고 있는 식을 준용하여도 큰 문제는 없을 것으로 예상된다. 한편 플라이애시 첨가율에 따른 다량 치환된 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단강도는 플라이애시 첨가율을 고려한 경우가 첨가율을 고려하지 않은 경우보다 훨씬 더 높은 상관성을 가지는 것으로 나타나, 비록 플라이애시 첨가율을 고려하지 않아도 현행 설계기준 식에 적절하기는 하지만 좀 더 상관성이 높은 식을 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.66-74
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• 2021

본 연구의 목적은 보통 포틀랜드 시멘트의 치환재로서 개질 플라이애시의 적용 가능성을 평가하는 것이다. 실험변수는 시멘트 대비 플라이애시와 개질 플라이애시의 치환율 10%, 20%, 30% 및 40%와 양생온도 5, 20 및 40℃이다. 개질 플라이애시를 혼입한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트 특성(유동성, 공기량, 블리딩, 응결특성), 역학적 특성(압축강도) 및 수화생성물을 측정하고 일반 플라이애시 혼입 콘크리트와 비교하였다. 실험결과, 개질 플라이애시는 일반 플라이애시보다 콘크리트의 블리딩량 감소 및 조기 압축강도 향상에 유리하였다. 일반 플라이애시를 이용한 콘크리트의 압축강도 대비 개질 플라이애시 콘크리트의 압축강도 증가율은 재령 1일에서 양생온도 5℃인 경우 평균 128%, 양생온도 20℃인 경우 약 153%, 양생온도 40℃에서는 약 113%이었다. 이들 증가율은 재령 28일에서는 양생온도에 관계없이 약 108% 수준이었다. X선 회전 분석결과, 개질 플라이애시 페이스트에서 측정된 수산화칼슘 생성양은 플라이애시 페이스트에서 보다 적었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.75-84
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• 2016

본 연구에서는 해수 침지 온도에 따른 비소성 시멘트 경화체의 물리적 및 역학적 특성에 대해 비교 분석하였다. 비소성 시멘트는 플라이애시와 고로슬래그미분말을 6:4, 7:3 및 8:2의 중량비로 혼합하여 수산화나트륨과 액상규산나트륨으로 알칼리 활성화 하여 제작되었다. 알칼리 활성화를 위한 활성화제는 플라이애시와 고로슬래그미분말을 혼합한 중량의 5%로 하였으며, 화학첨가제로 탄산칼슘이 사용되었다. 본 연구에서는 알칼리 활성화된 시험체들을 3가지 다른 온도($5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$)의 해수에 각각 침지 시킨 후, 침지 재령 3일 및 28일에 대해 경화체의 압축 강도, 밀도 및 흡수율을 측정하였으며, 해수 침지 재령 28일에 대해서는 XRD 및 SEM 시험 분석을 실시하였다. 또한, 해수 침지 재령 28일에 대하여 시험체들 내의 수용성 염화물(자유염화물) 및 산-가용성 염화물(총염화물) 함유량을 측정하여 분석하였다. 본 연구에서 해수온도별로 침지시킨 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 플라이애시 혼합률이 증가함에 따라 밀도 감소, 흡수율 증가 및 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 플라이애시 혼합률이 증가할수록 시험체 내의 수용성 염화물 및 산-가용성 염화물의 양이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 노출된 해수 온도 영향으로 인한 강도 차이는 없는 것으로 판단되며, 플라이애시와 고로슬래그미분말의 혼합중량비에 따라 강도 특성이 달라지는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.553-559
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• 2015

본 연구는 순환골재의 재활용 방안 및 시멘트를 대체할 수 있는 결합재에 대한 연구가 필요한 실정으로 고로슬래그, 플라이애시, 열병합플라이애시 등을 시멘트 대체재로 활용하여 무시멘트 모르타르를 제조하고자 하였다. 기초 실험에서는 결합재의 비율 및 알칼리 자극제의 선정을 위한 실험을 실시하였으며, 실험결과 결합재는 플라이애시 20%, 열병합플라이애시 40%를 치환한 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었으며 알칼리 자극제로 NaOH 2.5%, $Ca(OH)_2$ 7.5%를 혼합하여 사용할 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었다. 따라서 본 실험에서는 기초 실험에서 얻어진 최적 배합을 토대로 순환 잔골재의 치환율에 따른 무시멘트 모르타르의 특성을 검토하여 열병합플라이애시와 순환 잔골재를 사용한 모르타르의 공학적 특성을 분석하고자 하였다. 실험결과, 순환 잔골재의 적정 치환율은 75%인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.387-394
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• 2016

본 연구에서는 바잘트 섬유보강 콘크리트의 개발을 위한 일환의 기초적 연구로서, 바잘트 섬유 혼합에 따른 기초 품질 특성을 모르타르 수준에서 평가하였다. 실험에 사용된 모르타르 배합은 시멘트만을 사용한 배합과 플라이애시를 50% 혼합한 하이볼륨 플라이애시 배합을 사용하였으며, 비교하여 평가하였다. 실험결과, 플라이애시를 50% 혼합한 하이볼륨 플라이애시 모르타르는 시멘트만 사용한 모르타르보다 섬유 분산성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 나타났으며, 섬유 뭉침현상이 상당히 감소되는 것으로 나타났다. 또한 플라이 애시를 50% 이상 다량 사용할 경우, 압축강도는 약 30%의 감소하는 것으로 나타났으며, 바잘트 섬유의 섬유 길이 및 혼합량은 역학적 특성보다 유동 특성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.